在现代神经科学研究中,探索动物模型以理解人类大脑的复杂功能一直是核心课题。近期,一项发表在《Communications Biology》期刊的研究利用超高场强(7特斯拉)功能磁共振成像(fMRI)技术,深入分析了人类与普通狨猴(Callithrix jacchus)大脑功能网络的同源性。研究团队采用电影刺激范式,捕捉大脑在自然状态下的动态活动,为跨物种脑网络的映射提供了新的视角。
传统的静息态fMRI虽然能揭示大脑的内在连接,但难以反映特定认知任务下的复杂神经活动。通过播放电影片段,研究者能够诱发受试者产生丰富且具有时间锁定的神经响应。对比实验显示,人类与狨猴在多个核心功能网络上表现出高度的解剖和功能一致性,尤其是在涉及高级认知处理的区域,如默认模式网络(DMN)和执行控制网络(ECN)。
数据分析表明,尽管人类大脑在体积和皮层折叠程度上远超狨猴,但两者在功能连接的拓扑结构上具有显著的保守性。这种同源性不仅存在于初级感觉皮层,还延伸至前额叶皮层等高级联合区。这一发现强有力地支持了狨猴作为灵长类脑科学研究模型的生物学基础,尤其在研究人类神经精神疾病的神经回路机制方面,狨猴模型具有更高的转化潜力。
此外,研究采用了精细的配准算法,将狨猴的脑功能图谱映射到人类标准空间,为未来跨物种神经环路的对比分析奠定了技术基础。研究团队强调,尽管存在演化距离,但灵长类大脑的功能组织“基本蓝图”在演化过程中表现出惊人的稳定性。这一成果不仅深化了我们对灵长类大脑演化的理解,也为开发针对人类认知障碍的干预策略提供了重要的神经生物学依据。
论文引用:Mapping functional homologies between human and marmoset brain networks using movie-driven ultra-high field fMRI, Communications Biology. DOI: 10.1038/s42003-024-06123-x